Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có khoảng cách từ tâm O của đáy đến (SCD) bằng 2a, a là hằng số dương. Đặt AB=x. Giá trị của x để thể tích của khối chóp SABCD đạt giá trị nhỏ nhất là
A. a 3
B. 2 a 6
C. a 2
D. a 6
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đáp án C
Xét hàm
f t = t − t 3 ; f ' t = 1 − 3 t 2 ; f ' t = 0 ⇔ t = − 1 3 t = 1 3
Ta có bảng biến thiên trên 0 ; 1
Vậy giá trị nhỏ nhất của V đạt được khi f t lớn nhất tức là min V = 16 3
Ta vẽ hình như hình vẽ. E là trung điểm của CD, O H ⊥ S E .
Dễ dàng cm được O H = d O ; S C D
= 1 2 d A ; S C D = 2
Gọi S E O ^ = α ( 0 < α < 90 0 )
⇒ O E = O H sin α = 2 sin α
S O = O H cos α = 2 cos α
⇒ Cạnh của hình vuông A B C D là : 4 sin α
Từ đó V S . A B C D = 1 3 S O . S A B C D = 32 3 . 1 sin 2 α . cos α .
Đặt cos α = t t ∈ 0 ; 1 thì sin 2 α . cos α = t 1 − t 2 .
Xét hàm f t = t − t 3 ; f ' t = 1 − 3 t 2 ; f ' t = 0 ⇔ t = − 1 3 t = 1 3
Ta có bảng biến thiên trên 0 ; 1
Vậy giá trị nhỏ nhất của V đạt được khi f t lớn nhất tức là min V = 16 3 .
Sửa lại đề bài thành giá trị nhỏ nhất
Đáp án: D
Gọi độ dài cạnh đáy là x (x >0).
Gọi M là trung điểm của CD
⇒ d O , ( S C D ) = O H
Ta lại có
⇒ S O = a x x 2 - 4 a 2
Kết luận V S . A B C D = 1 3 x 2 . a x x 2 - 4 a 2
Thể tích khối chóp S.ABCD nhỏ nhất
⇔ f ( x ) = x 3 x 2 - 4 a 2 n h ỏ n h ấ t v ớ i x > 2 a
Lại có f ' ( x ) = 2 x 4 - 12 a 2 x 2 ( x 2 - 4 a 2 ) 3
vẽ bảng biến thiên khi đó
V S . A B C D = 1 3 ( a 6 ) 2 . a . a 6 2 a 2 = 2 3 a 3
Chọn C.
Phương pháp
Sử dụng quan hệ vuông góc giữa đường thẳng và mặt phẳng để xác định khoảng cách
Ta tính SO dựa vào công thức thể tích hình chóp, tính OH dựa vào hệ thức lượng trong tam giác vuông.
Cách giải:
Xét tam giác SOM vuông tại M có OH là đường cao nên theo hệ thức lượng trong tam giác vuông ta có
Đáp án là B